Luyện đồng
Luyện đồng
Quặng đồng khai thác từ mỏ đồng sau khi tuyển quặng sẽ trở thành quặng đồng cô đặc hoặc quặng đồng cát có hàm lượng đồng cao. Quặng đồng cô đặc cần phải được nấu chảy và chiết xuất trước khi có thể trở thành đồng tinh chế và các sản phẩm từ đồng.
A. Đồng điện phân và đồng tinh luyện
Đồng được sử dụng trong công nghiệp bao gồm đồng điện phân (chứa 99,9% đến 99,95% đồng) và đồng tinh luyện (chứa 99,0% đến 99,7% đồng). Đồng điện phân được sử dụng trong công nghiệp điện để sản xuất hợp kim đặc biệt, dây kim loại và dây điện. Đồng tinh luyện được sử dụng để sản xuất hợp kim khác, ống đồng, tấm đồng, trục đồng, v.v.
B. Quá trình luyện đồng
Sự phát triển của công nghệ luyện kim đồng đã trải qua một quá trình dài, nhưng luyện đồng vẫn chủ yếu dựa trên luyện kim nhiệt luyện, sản lượng chiếm khoảng 85% sản lượng đồng của thế giới. Công nghệ luyện kim thủy luyện hiện đại đang dần được thúc đẩy, việc đưa vào luyện kim thủy luyện đã làm giảm đáng kể chi phí luyện đồng.
Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn hai phương pháp luyện đồng là luyện kim nhiệt và luyện kim thủy lực (SX-EX).
a. Luyện đồng bằng phương pháp nhiệt luyện:
Đồng catốt, còn được gọi là đồng điện phân, được sản xuất thông qua quá trình nấu chảy và tinh chế điện phân, thường phù hợp với quặng đồng sunfua chất lượng cao. Luyện kim nhiệt luyện thường bao gồm trước tiên là tăng hàm lượng đồng trong quặng ban đầu với một vài phần trăm hoặc một phần nghìn đồng lên 20-30% thông qua quá trình tuyển quặng, sau đó sử dụng nó làm đồng cô đặc để nấu chảy mờ trong lò cao kín, lò phản xạ, lò điện hoặc lò flash. Sau đó, mờ (mờ) thu được được đưa đến bộ chuyển đổi để thổi thành đồng thô, sau đó được oxy hóa và tinh chế trong lò phản xạ khác để loại bỏ tạp chất hoặc đúc thành tấm anot để điện phân, để thu được đồng điện phân với hàm lượng lên tới 99,9%. Quá trình này ngắn và dễ thích ứng, và tỷ lệ thu hồi đồng có thể đạt tới 95%, nhưng vì lưu huỳnh trong quặng được thải ra dưới dạng khí thải lưu huỳnh đioxit trong hai giai đoạn tạo mờ và thổi nên không dễ thu hồi và dễ gây ô nhiễm. Trong những năm gần đây, luyện kim nhiệt luyện đã dần phát triển theo hướng nấu chảy liên tục và tự động, chẳng hạn như phương pháp bạc, phương pháp Noranda và phương pháp Mitsubishi ở Nhật Bản.
Ngoài đồng cô đặc, đồng phế liệu cũng là nguyên liệu chính để tinh chế đồng, bao gồm đồng phế liệu cũ và đồng phế liệu mới. Đồng phế liệu cũ đến từ các thiết bị và máy móc cũ, các tòa nhà bỏ hoang và đường ống ngầm; đồng phế liệu mới đến từ các phế liệu đồng bị loại bỏ bởi các nhà máy chế biến (tỷ lệ đầu ra của vật liệu đồng là khoảng 50%). Nhìn chung, nguồn cung cấp đồng phế liệu tương đối ổn định. Đồng phế liệu có thể được chia thành: đồng phế liệu trần (hàm lượng trên 90%); đồng phế liệu vàng (dây điện); vật liệu chứa đồng (động cơ cũ, bảng mạch); đồng được sản xuất từ đồng phế liệu và các vật liệu tương tự khác, còn được gọi là đồng tái chế.
b. Luyện đồng ướt:
Tàu phù hợp với oxit đồng cấp thấp, đồng tinh chế sản xuất ra là đồng điện phân. Luyện ướt hiện đại bao gồm nung axit sunfuric-rửa-điện phân, ngâm-chiết xuất-điện phân, ngâm vi khuẩn và các phương pháp khác, phù hợp với ngâm đống, ngâm bể hoặc ngâm tại chỗ quặng phức hợp cấp thấp, quặng oxit đồng và quặng thải chứa đồng. Công nghệ luyện ướt đang được thúc đẩy dần dần và dự kiến sẽ đạt 20% tổng sản lượng vào cuối thế kỷ này. Việc đưa vào luyện ướt đã làm giảm đáng kể chi phí luyện đồng.
Sơ đồ quy trình như sau: Trong đó, chiết đồng (quá trình đồng từ lớp nước đi vào lớp hữu cơ) và chiết ngược (quá trình đồng từ lớp hữu cơ đi vào lớp nước) là những phương tiện công nghệ quan trọng của thủy luyện kim hiện đại.
Hai quá trình luyện kim nhiệt và luyện kim thủy có những đặc điểm sau:
(1) Thiết bị nấu chảy của loại sau đơn giản hơn nhưng hàm lượng tạp chất cao hơn, đây là một sự bổ sung có lợi cho loại trước.
(2) Cái sau có những hạn chế và phụ thuộc vào cấp độ và loại quặng.
(3) Chi phí của cái trước cao hơn cái sau.
Có thể thấy rằng công nghệ thủy luyện kim có những ưu điểm đáng kể, nhưng phạm vi ứng dụng của nó lại hạn chế. Không phải tất cả các mỏ đồng đều có thể luyện bằng quy trình này. Tuy nhiên, thông qua những cải tiến về công nghệ, trong những năm gần đây, ngày càng nhiều quốc gia, bao gồm Hoa Kỳ, Chile, Canada, Úc, Mexico và Peru, đã áp dụng quy trình này cho nhiều mỏ đồng hơn. Việc cải tiến công nghệ thủy luyện kim và thúc đẩy ứng dụng của nó đã làm giảm chi phí sản xuất đồng, tăng năng lực sản xuất của các mỏ đồng, tăng nguồn cung cấp tài nguyên xã hội trong ngắn hạn, gây ra thặng dư tương đối của tổng cung xã hội và có tác động kéo giá cả.
